一种随机应力谱在线分析方法及其在冶金起重机疲劳损伤分析中的应用

摘要

冶金起重机工况复杂且长期连续进行吊装作业，其结构应力监测数据量大，连续周期长，使用常规的应力谱分析方法处理时会产生残波累积现象，导致结果准确性下降。针对此问题提出一种面向冶金起重机疲劳损伤评估的随机应力谱在线分析方法，首先采用阶跃式雨流计数法对实时生成的随机应力数据进行分段计数并且实时输出随机应力谱，当循环分段计数产生的残波累积到一定程度时，对残波进行二次融合计数，并将此计数结果加入随机应力谱中修正实时计数结果，提升计数精度并用于后续的疲劳损伤评估。采用S-N曲线结合Miner损伤理论分析阶跃式雨流计数实时产生的应力谱并计算疲劳寿命，形成面向疲劳损伤评估的随机应力谱在线分析方法。分别采用四点雨流计数与阶跃式雨流计数对随机应力谱数据进行仿真实验，结果表明阶跃式雨流计数精度达到常规雨流计数的99%。使用该随机应力谱在线分析方法分析某冶金起重机副主梁连接处测点应力数据集并计算该测点处的有效疲劳寿命，结果证明该随机应力谱在线分析方法能够有效提升冶金起重机疲劳评估的实时性，评估结果合理，对起重机长期安全维护可提供及时有效的可靠依据。

关键词

冶金起重机 / 疲劳评估 / 阶跃式雨流计数法 / Miner疲劳理论 / S-N曲线